TW201436316A - 用於提供具有易錐面各向異性的磁性穿隧接面元件之方法及系統 - Google Patents

用於提供具有易錐面各向異性的磁性穿隧接面元件之方法及系統 Download PDF

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Abstract

描述可用於一磁性裝置內提供一磁性接面之方法及系統。該磁性接面包括一被釘扎層、一非磁性間隔層、及一自由層。該非磁性間隔層係在該被釘扎層與該自由層間。該自由層具有磁性各向異性，其中至少一部分係為雙軸各向異性。該磁性接面係經組配以當一寫入電流係通過該磁性接面時，使得該自由層係在多個穩定磁性狀態間為可切換。

Description

用於提供具有易錐面各向異性的磁性穿隧接面元件之方法及系統 參考相關申請案
本案為美國專利申請案第12/854,628號名稱用於提供具有易錐面各向異性的磁性穿隧接面元件之方法及系統的連續部分，該案讓與本案之受讓人及爰引於此並融入本說明書之揭示。
政府權利
本發明係遵照DARPA獎勵的撥款/合約第HR0011-09-C-0023號取得美國政府援助。美國政府保有本發明的某些權利。
發明領域
該等具體實施例係有關於可用在磁性裝置諸如磁性記憶體的磁性接面，及使用此等磁性接面的該等裝置。
發明背景
磁性記憶體特別磁性隨機存取記憶體(MRAM)由於其高讀取/寫入速度潛力、優異的耐用性、非依電性及 於操作期間的低功耗，已經逐漸吸引眾人目光注意。MRAM可利用磁性材料作為資訊記錄媒體而儲存資訊。一型MRAM為自旋轉移矩隨機存取記憶體(STT-RAM)。 STT-RAM利用磁性接面，至少部分係藉驅動通過該磁性接面的電流寫入。驅動通過該磁性接面的自旋偏振電流在該磁性接面中的磁矩上施加一自旋矩。結果，具有應答於自旋矩的磁矩之層可被切換至期望狀態。
舉例言之，圖1描繪當用在習知STT-RAM凍的習 知磁性穿隧接面(MTJ)10。習知MTJ 10典型地位在一底接點11上，使用習知晶種層12，及包括一習知反鐵磁(AFM)層14、一習知被釘扎層16、一習知穿隧位障層18、一習知自由層20、及一習知覆蓋層22。也顯示頂接點24。
如圖1顯示，習知接點11及24係用以於一目前垂 直平面(CPP)方向或沿z軸驅動電流。習知晶種層12典型地用以協助隨後各層的長出，諸如AFM層14，具有期望的晶體結構。習知穿隧位障層18為非磁性例如為薄絕緣體，諸如MgO。
習知被釘扎層16及習知自由層20為磁性。習知被 釘扎層16的磁化17為固定或被釘扎於一特定方向，典型地係藉與AFM層14的交換-偏移互動。雖然描繪為簡單(單)層，但習知被釘扎層16可包括多層。例如，習知被釘扎層16可為包括經由薄傳導層諸如釕而反鐵磁地或鐵磁地耦合的磁性層的一合成反鐵磁(SAF)層。於此種SAF中，可使用與釕薄層交插的多層磁性層。又，習知MTJ 10的其它版本 可包括藉額外非磁性位障或傳導層(圖中未顯示)而與自由層20分開的一額外被釘扎層(圖中未顯示)。
習知自由層20具有可改變磁化21。雖然描繪為單 層，但習知自由層20也可包括多層。例如，習知自由層20可為包括經由薄傳導層諸如釕而以反鐵磁或鐵磁方式耦合的磁性層的一合成層。雖然顯示為同平面，但習知自由層20的磁化21可具有垂直各向異性。
為了切換習知自由層20的磁化21，垂直平面(於z 方向)驅動一電流。當從頂接點24至底接點11驅動足量電流時，習知自由層20的磁化21可切換成平行習知被釘扎層16的磁化17。當從底接點11至頂接點24驅動足量電流時，該自由層的磁化21可切換成平行習知被釘扎層16的磁化。磁性組態的差異係相對應於不同的磁阻，因而相對應於習知MTJ 10的不同邏輯狀態(例如邏輯「0」及邏輯「1」)。
當用在STT-RAM應用時，習知MTJ 10的自由層 21期望以相對低電流切換。臨界切換電流(Jc0)係為環繞原先方向變不穩定的自由層磁化21之無限小進動的最低電流。 用於室溫量測，此電流值係接近短脈衝(1-20奈秒)的切換電流。舉例言之，Jc0可能期望約為數毫安培或以下。此外，也期望快速切換時間。舉例言之，可能期望自由層20在少於20奈秒以內切換。此外，快速的切換時間也被期望。於某些情況下，期望少於10奈秒的切換時間。如此，資料期望以較高速度湯使用夠低臨界電流儲存於習知MTJ 10。
雖然習知MTJ 10可使用自旋轉移寫入及用在 STT-RAM，但仍有缺點。舉例言之，軟錯誤率可能高於具有可接受的Jc0及切換時間的記憶體所期望者。軟錯誤率乃當一胞元接受至少等於典型切換電流的一電流時不被切換的機率(亦即習知磁性接面的自由層20之磁化21)。該軟錯誤率期望為10-9或以下。但習知自由層20典型地具有大為超過此值的軟錯誤率。舉例言之，軟錯誤率可具有大於10-9的數個次冪幅度。結果，可能無法達成夠低的Jc及夠快的切換時間與可接受的軟錯誤率的組合。
已經問市多種習知機制以改良包括軟錯誤率等 特性。舉例言之，可使用複雜結構及/或外部磁場。但此等習知方案減低軟錯誤率同時保有其它特性的能力有限。例如，擴充性、能耗、及/或熱安定性可能受此等習知方法之不良影響。因此，運用習知MTJ的記憶體之效能仍然有待改良。
據此，需要可改良以自旋轉移矩為基礎的記憶體 之效能的方法及系統。此處描述的方法及系統可滿足此項需要。
發明概要
具體實施例提出可用於一磁性裝置內提供一磁性接面之方法及系統。該磁性接面包括一被釘扎層、一非磁性間隔層、及一自由層。該非磁性間隔層係在該被釘扎層與該自由層間。該自由層具有一磁性各向異性，其中至少一部分係為一雙軸各向異性。該磁性接面係經組配以當 一寫入電流通過該磁性接面時，使得該自由層係在多個穩定磁性狀態間可切換。
10‧‧‧磁性穿隧接面(MTJ)
11‧‧‧習知底接點
12‧‧‧習知晶種層
14‧‧‧習知反鐵磁(AFM)層
16‧‧‧習知被釘扎層
17‧‧‧習知被釘扎層之磁化
18‧‧‧習知穿隧位障層
20‧‧‧習知自由層
21‧‧‧習知自由層之磁化
22‧‧‧習知覆蓋層
24‧‧‧習知頂接點
100、200、200’、200”、200'''、200''''、300、412‧‧‧磁性接面
102、202、202’、202”、202'''、202''''、302‧‧‧選擇性晶種層
104、204、204’、204”、204'''、204''''、304、360‧‧‧選擇性釘扎層
110、210、210’、210”、210'''、210''''、310、350‧‧‧被釘扎層
120、120’、220、220’、220”、220'''、220''''、320、330‧‧‧非磁性間隔層
130、130’、130”、230、230’、230”、230'''、230''''、330‧‧‧自由層
132、134、136、138‧‧‧層
140、240、240’、240”、240'''、240''''、370‧‧‧選擇性覆蓋層
150、150’‧‧‧線圖
160、170、180、180’‧‧‧能曲線
162、172、182‧‧‧最小值
164、174、186‧‧‧點
184‧‧‧本地最大值
212、212’、216、216’‧‧‧磁化、鐵磁層
214、214’‧‧‧非磁化間隔體
232、232’、236、236’‧‧‧易軸、鐵磁層
234、234’‧‧‧自由層磁化、非磁性間隔體
400‧‧‧磁性記憶體
402、406‧‧‧讀取/寫入行選擇驅動器
403‧‧‧行
404‧‧‧字線選擇驅動器
405‧‧‧列
410‧‧‧磁性儲存胞元
414‧‧‧選擇裝置
500‧‧‧方法
502-508‧‧‧步驟
圖1描繪一習知磁性接面。
圖2描繪包含具有雙軸各向異性的一自由層的一磁性接面之一具體實施例。
圖3描繪用於各種磁性接面的各向異性能的具體實施例。
圖4描繪用於一磁性接面的各向異性能的一具體實施例。
圖5描繪具有雙軸各向異性的一自由層的一具體實施例。
圖6描繪具有雙軸各向異性的一自由層的一具體實施例。
圖7描繪包含具有雙軸各向異性的一自由層的一磁性接面之一具體實施例。
圖8描繪包含具有雙軸各向異性的一自由層的一磁性接面之另一具體實施例。
圖9描繪包含具有雙軸各向異性的一自由層的一磁性接面之另一具體實施例。
圖10描繪包含具有雙軸各向異性的一自由層的一磁性接面之另一具體實施例。
圖11描繪包含具有雙軸各向異性的一自由層的一磁性接面之另一具體實施例。
圖12描繪包含具有雙軸各向異性的一自由層的一磁性接面之另一具體實施例。
圖13描繪於該(等)儲存胞元的該(等)記憶元件利用一磁性次結構的一記憶體之一具體實施例。
圖14描繪用於製造磁性次結構的一方法之一具體實施例。
較佳實施例之詳細說明
該等具體實施例係有關於可用在磁性裝置諸如磁性記憶體的磁性接面，及使用此等磁性接面的該等裝置。呈現後文詳細說明部分以使得熟諳技藝人士製作與使用本發明，且係於專利申請案的脈絡及其要求提供。針對此處描述的具體實施例及其大致原理及特徵的各項修正將顯然易明。該等具體實施例主要係就於特定具現中提供的特定方法及系統描述。但該等方法及系統將有效地於其它具現中操作。諸如「具體實施例」、「一個實施例」及「另一個實施例」等片語可指相同的或不同的實施例以及多個實施例。該等實施例將就具有某些組件的系統及/或裝置描述。但該等系統及/或裝置可包括比所顯示者更多或更少的組件，及不背離本發明之範圍可做出組件的配置及型別上的變化。該等具體實施例也將就具有某些步驟的特定方法之脈絡描述。但該方法及系統對與該等具體實施例不符合一致的具有不同及/或額外步驟及不同順序的步驟之其它方法也可有效操作。如此，本發明並非意圖囿限於所顯示 的實施例，反而係賦與符合此處描述的原理及特徵之最廣義範圍。
描述用以提供磁性接面的方法及系統以及利用 該磁性接面的一磁性記憶體。該等具體實施例提出用於磁性裝置內提供磁性接面之方法及系統。該磁性接面包括一被釘扎層、一非磁性間隔層、及一自由層。該非磁性間隔層係介於該被釘扎層與該自由層間。該自由層具有磁性各向異性，其中至少一部分係為雙軸各向異性。該磁性接面係經組配使得當一寫入電流係通過該磁性接面時，該自由層係可在多個穩定磁性狀態間切換。
該等具體實施例係就特定磁性接面及具有某些 組件的磁性記憶體之脈絡描述。熟諳技藝人士將容易瞭解本發明係與其有其它及/或額外組件及/或不符合本發明的其它特性件之磁性接面及磁性記憶體的使用符合一致。該方法及系統也係就目前對自旋轉移現象、磁性各向異性、及其它物理現象的瞭解脈絡描述。結果，熟諳技藝人士將容易瞭解對該方法及系統的表現之理論解釋係根據目前對自旋轉移現象、磁性各向異性、及其它物理現象的瞭解做出。但此處描述的方法及系統並非依賴特定物理解釋。熟諳技藝人士將容易瞭解該方法及系統係就與基體有特定關係的結構脈絡描述。熟諳技藝人士將容易瞭解該方法及系統係與其它結構符合一致。此外，該方法及系統係以某些層為合成的及/或簡單的作說明。但熟諳技藝人士將容易瞭解該等層可具有其它結構。此外，該方法及系統係以具有 特定層的磁性接面及/或次結構的脈絡作說明。但熟諳技藝人士將容易瞭解也可使用具有不符合該方法及系統的額外及/或不同層的磁性接面及/或次結構。再者，某些組件被描述為磁性、鐵磁性及亞鐵磁性。如此處使用，磁性一詞可包括鐵磁性、亞鐵磁性等類似結構。因此，如此處使用，「磁性」或「鐵磁性」等詞包括但非僅限於鐵磁體及亞鐵磁體。 該方法及系統也係就單一磁性接面及次結構的脈絡作說明。但熟諳技藝人士將容易瞭解該方法及系統係符合具有多個磁性接面且使用多個次結構的磁性記憶體之使用。又復，如此處使用，「同平面」係在一磁性接面的多層中之一或多者的該平面之實質上內部或平行。相反地，「垂直」係相對應於實質上垂直該磁性接面的多層中之一或多者的一方向。
圖2描繪用在一磁性裝置例如磁性記憶體諸如 STT-RAM的一磁性接面100之一具體實施例。為求清晰，圖2並非照比例繪製。該磁性接面100包括一被釘扎層110、一非磁性間隔層120、及一自由層130。也顯示釘扎層104，其可用以固定該被釘扎層110的磁化(圖中未顯示)。於若干實施例中，該釘扎層104可為藉交換-偏移互動而固定該被釘扎層110的磁化(圖中未顯示)的一AFM層或多層。但於其它實施例中，可刪除釘扎層104或可使用其它結構。又，該磁性接面100可包括其它層及/或額外層，諸如選擇性晶種層102及/或選擇性覆蓋層140。該磁性接面100也係經組配以當一寫入電流係通過該磁性接面130時，許可該自由層130 可在穩定磁性狀態間切換。如此，該自由層130利用自旋轉移矩係為可切換。
該被釘扎層110為磁性，因而可包括鎳、鐵、及 鈷中之一或多者。雖然圖中描繪為單層，但該被釘扎層110可包括多層。舉例言之，被釘扎層110可為經由薄層諸如釕(Ru)，反鐵磁地或鐵磁地耦合的磁性層。於此種SAF中，可使用多層磁性層與釕或其它材料薄層交插。被釘扎層110也可為其它多層。雖然磁化並未描繪於圖2，但該自由層可具有超過非在同平面的去磁能之一垂直各向異性能。
間隔層120乃非磁性。於若干實施例中，間隔層 120乃絕緣體，例如穿隧位障。於此等實施例中，間隔層120可包含結晶性氧化鎂，其可加強該磁性接面的穿隧磁阻(TMR)。於其它實施例中，該間隔層可為導體諸如銅。於替代實施例中，該間隔層120可具有其它結構，例如包含傳導性通道於絕緣基體的顆粒層。
自由層130為磁性因而可包括鐵、鎳及/或銅中之 至少一者。該自由層130具有可改變磁化(圖中未顯示)，可透過自旋轉移而切換。該自由層130係描繪為單層。於其它實施例中，自由層130可包括其它層。舉例言之，該自由層可為SAF，包含鐵磁層交插非磁性層中之一或多者。另外該自由層130可包含鐵磁層或其它多層。
此外，該自由層130具有磁性各向異性。該磁性 各向異性包含至少一個雙軸成分。該磁性各向異性也可包含一單軸成分。該磁性各向異性的該雙軸成分可導致一改 良軟錯誤率而實質上不會不良影響特性，諸如臨界切換電流Jc0。注意自由層130全體、自由層130部分、或自由層130的若干其它成分可具有雙軸各向異性。
雙軸各向異性的效果可在圖3及4分別地描繪的線圖150及150’脈絡中瞭解。線圖150及150’僅係用於解釋目的，而非意圖反映特定磁性接面。又，曲線160、170及180已經補償以求清晰。例如，參考圖2-4，自由層130的磁性各向異性能可以與特定方向的角度之函式表示如下：E(θ)=Kunisin2(θ)+Kbisin2(2θ)
Kunisin2(θ)項(「單軸項」)係相對應於單軸磁性各向異性。Kbisin2(2θ)項(「雙軸項」)係相對應於雙軸磁性各向異性。若該雙軸項為零，則自由層130將具有單軸各向異性。此點係相對應於圖3的單軸能曲線160。該能曲線160沿易軸方向有最小值162。如此，單軸能曲線160具有最小值162於θ=-π、0、π。概略言之，此等方向係平行於及反平行於被釘扎層110的磁化(圖中未顯示)。近零度的自由層130之初狀態係以點164顯示。因而此等方向(例如θ=0)係相對應於自旋轉移矩及場矩的停駐點。在一自旋轉移矩停駐點，該自旋極化電流對自由層130的磁化施加極少或無力矩。針對單軸各向異性，該自旋轉移矩停駐點係相對應於組態，其中自由層130的磁化係在平衡位置且對齊易軸(θ=0及π)。如此處使用，易軸係相對應於其中自由層130磁化係只對單軸各向異性為穩定的方向。由於單軸項係相對應於自由層130磁化係在停駐點，故應答一施加臨界電流有自由層130 不切換的更高機率。如此，對此種接面的軟錯誤率可更高。
若該單軸項為零，則針對如上實施例的自由層 130之各向異性能為雙軸項。自由層130將具有雙軸各向異性。結果，能最小值(自由層130的穩定狀態)將沿著及垂直於單軸易軸方向(θ=0、π/2、及π)。一般而言此等方向係平行於、垂直於、及反平行於被釘扎層110的磁化(圖中未顯示)。偶然此等方向中之一者(例如θ=π/2)係遠離自旋轉移矩的停駐點。但其餘兩個方向(θ=0、π)係接近自旋轉移矩的停駐點。
若除了單軸各向異性之外，有雙軸各向異性，則 單軸能曲線160被雙軸項(Kbisin2(2θ))擾動。能曲線170描繪針對較小雙軸各向異性的能相對於角。易言之，雙軸各向異性的絕對值(或幅值)係小於單軸各向異性。但雙軸各向異性與單軸各向異性的符號可相同或相異。由於較小雙軸項的導入，曲線170在接近於-π、0及π的最小值172為平坦化。 接近0的自由層130之穩定狀態係以點174顯示。由於能曲線170的平坦化，故自由層130的初狀態有較大展開，而磁化必須克服以切換至相反狀態的能位障並無改變。如此，熱穩定性可能不受影響。自由層130的穩定狀態有較大展開可能相對應於自由層130的磁化更可能與易軸夾某個角度。換言之，自由層130磁化更可能在圖3中的零度以外的角度。 如此，自由層的磁化更可能遠離自旋轉移矩的停駐點。結果，自由層130的磁化更容易地藉施加臨界切換電流而予切換。
隨著磁性各向異性能的雙軸項(Kbisin2(2θ))之幅 值的進一步增加，單軸能曲線160更進一步受擾動。能曲線180描繪針對較大雙軸各向異性的能相對於角。曲線180的雙軸各向異性仍係小於單軸各向異性。易言之，雙軸各向異性的絕對值仍係小於單軸各向異性的絕對值。但於多個實施例中，單軸各向異性與雙軸各向異性的符號可相同或相異。由於較大雙軸項的導入，曲線不再於-π、0及π具有最小值。取而代之，最小值182係在與-π、0及π的某個夾角。 本地最大值184係在及接近0、-π及π。易軸與最小值182間的角度可大於零但小於π/2。於若干實施例中，該角度為至少π/18至不大於π/4(10度-45度)。於若干此等實施例中，該角度為至少π/9至不大於π/6(20度-30度)。如此，自由層130的磁化的穩定狀態可在或接近該角(亦即在曲線180的能最小值)。接近0的自由層130之穩定狀態係以點186顯示。因能曲線180於0具有本地最大值184，點186係在或接近最小值182。圖4描繪三維能曲線180’。於所顯示的實施例中，曲線180/180’環繞易軸(角度為0)為對稱性。於若干實施例中，自由層130磁化可與單軸易軸夾角至少10度至不大於45度。於若干此等實施例中，自由層130磁化可穩定在與單軸易軸夾角至少10度至不大於45度的方向。自由層130的磁性各向異性可定名為錐面各向異性，且為單軸各向異性與雙軸各向異性的組合。自由層130的初狀態有較大展開可表示自由層130的磁化更可能與易軸夾小角度或斜切。換言之，自由層130的磁化更可能在圖3中的零度以外的角度。如 此，自由層130的磁化更可能遠離自旋轉移矩的停駐點。
雙軸各向異性之導入自由層130可改良自由層 130的切換特性。接近0，能曲線的最小值可平坦化(能曲線170)或移離0(能曲線180)。如此自由層130磁化可具有從與易軸排齊傾斜的一穩定狀態。如此，自由層130的磁化可考慮為更容易藉自旋轉移矩或場感應矩切換。此項特性係相對應於較低軟錯誤率。此點在高(少於10微秒的過渡時間)資料率時甚至為真。也已決定於若干實施例中，此項改良可予達成而實質上不會對臨界切換電流的幅值造成不良影響。又，磁性接面100的熱安定性及對稱性可能不受不良影響。因可能不要求外部磁場以切換磁性接面100，該磁性接面100可較大地擴充至較高記憶體密度。如此改良磁性接面100及使用該磁性接面100的一記憶體的效能及可撓性。
其它各向異性可能引起易錐面各向異性，其係類 似前述雙軸與單軸各向異性的組合。針對具有磁矩穩定在與極軸的非零角之自由層出現易錐面各向異性。於此種情況下，習知易軸簡併成一錐面，若磁化係位在此一錐面，則系統能為相同。如此，自由層130可具有在與極軸的非零角之能最小值。更明確言之，具有不同的角相關之二或多個各向異性的組合可導致易錐面各向異性。具有在非零角之至少一個能最小值及其中任何兩項的比率具有角相關的一總各向異性能能夠造成易錐面各向異性。易言之，如下總能能夠引起易錐面各向異性。
Etotal(θ)=E1(θ)+E2(θ)+E3(θ)+...+En(θ)，於該處 Ei(θ)/Ej(θ)=f(θ)
Etotal(θ)為自由層具有至少一個最小值在θ0(0的總能，及極軸係相對應於θ=0。各個Ei(θ)，於該處i=1、2、...、n乃與θ有某種相依性性的能項。同理，f(θ)乃隨θ改變的某個函式。前述單軸及雙軸各向異性可視為此種易錐面各向異性的特例。遵照前述標準的其它能項也可能引起易錐面各向異性。舉例言之，假設自由層130的各向異性能為Etotal(θ)=K1sin2(θ)+K2sin4(θ)。於此表示式中，E1(θ)為K1sin2(θ)，E2(θ)為K2sin4(θ)，及f(θ)為(K1/(K2sin2(θ))。兩個能項可視為次冪大於1的單軸項(具有θ相依性而非2θ相依性)。舉例言之，E1(θ)為第二次冪(sin2)，而E2(θ)為第四次冪(sin4)。此種組合具有於非零θ的能最小值，但限制條件為須滿足對K1及K2的某些限制(值得注意地K1<0，K2>-K1)。總能匹配前述標準，因此確實具有易錐面各向異性。同理，Etotal(θ)=K1*Sin2(θ)+K4*Sin6(θ)的總能結果導致一易錐面各向異性，但只存在有兩項。此種易錐面各向異性的另一個實施例為具有斜方六面體晶體結構及以Etotal(θ)=K1*Sin2(θ)+K2*Sin4(θ)+K3*Cos(θ)*Sin3(θ)。表示的總能的自由層130。又，特定自由層因單軸、雙軸、及/或更高次冪單軸各向異性的組合而可具有易錐面各向異性。舉例言之，可提供具有Etotal(θ)=K1sin2(θ)+K2sin4(θ)+Kunisin2(θ)+Kbisin2(2θ)的總各向異性能的自由層130。此種自由層具有不僅因首二較高次冪項所致的易錐面各向異性，同時也因第三項所致的第一次冪單軸各向異性及因末項所致的雙軸各向異性所致的 易錐面各向異性。如此，有二或多項的具有總各向異性能的自由層130具有在非零角的能之至少一個最小值，及其中任兩項的比率隨角結果而異，也導致易錐面各向異性。
於若干實施例中，總能Etotal中的各向異性項的主 起源為自由層130的磁晶各向異性。不同的磁晶各向異性可能來自於不同的晶相學結構及具有不同的角相關。同理，易錐面各向異性可被視為至少部分靜磁感應。該自由層130的去磁能(Kdemagsin2θ)可視為具有負能常數Kdemag及對飽和磁化Ms之相依性的單軸各向異性。去磁能Kdemag的幅值可藉控制Ms而予控制。因此，能Etotal(θ)中的某些項之常數比率的幅值可藉控制Ms而予控制。因而可達成期望的易錐面各向異性。同理，易錐面各向異性可藉毗連自由層的該等層感應。舉例言之，如此總能中的能項中之至少一者可藉隔開自由層130與被固定層110或覆蓋層140的一相鄰間隔層120而予感應。舉例言之，材料諸如氧化鎂可感應一垂直各向異性，促成如上總能，取決於θ，及因而可促成易錐面各向異性。此外，其它各向異性可促成總各向異性能。
易錐面各向異性的導入可具有改良自旋矩切換 的效果。舉例言之，自由層130具有改良切換特性。接近0，能曲線的最小值可被平坦化，或從0移開，類似圖3-4中描繪的曲線170及180。如此，自由層130的磁化可被視為藉自旋轉移矩或場感應矩更易切換。此項特性係相對應於較低軟錯誤率。即便於高(少於10微秒的過渡時間)錯誤率，此點亦為真。可達成此項改良，不會實質上對臨界切換電流的 幅值造成不良影響。又，磁性接面100的熱安定性及對稱性可能不會受不良影響。由於可能無需外部磁場以切換磁性接面100，故磁性接面100可較佳地擴充至較高記憶體密度。如此改良磁性接面100及使用磁性接面100的一記憶體之效能及彈性。
易錐面各向異性及/或雙軸各向異性的導入可改 良自由層130的特性。有多個方式以獲得此種各向異性。圖5描繪具有雙軸各向異性的一自由層130’的一具體實施例。於若干實施例中，該自由層130’也可具有如前文討論的易錐面各向異性。也顯示非磁性間隔層120’。於所示實施例中，該自由層130’可具有易錐面各向異性及/或雙軸各向異性，其係為結構感應、紋理感應、及/或磁化感應。除了雙軸各向異性之外，自由層130可具有單軸各向異性。舉例言之，若自由層130’係將具有結構感應的雙軸各向異性，則於一個方向的結晶能係數(K1=Kbi)增加，而於第一方向反向的一第二方向的飽和磁化Ms增加。達成此點的一個機制係顯示於圖6。圖6描繪具有雙軸各向異性的一自由層130”的一具體實施例。該自由層130”也可具有單軸各向異性。該自由層130”包括多層。於所示實施例中顯示四層132、134、136及138。其它層數可用在其它實施例。層132、134、136及138分別地具有飽和磁化Ms1、Ms2、Ms3、及Ms4。 同理，層132、134、136及138分別地具有雙軸結晶能係數Kbi1、Kbi12、Kbi13、及Kbi14、。如圖6可知，Ms增加較接近非磁性間隔層(圖6中未顯示)。同理，Kbi減少較接近非磁性 間隔層。此種多層可具有雙軸各向異性。前述機制另外或此外，雙軸各向異性可於結構上以另一方式感應。於其它實施例中，特定材料濃度的分級可用以達成類似效果。舉例言之，負Kbi可用以提供雙軸各向異性。又復，更可能產生雙軸各向異性。舉例言之，自由層可具有LaSrMnO3、GaAs、MnAs、MnAl、Nd2Fe14B、Ho2Fe14B、NdFeB、Fe、FeCo、YCo5、Ni、含極少或無Co的鐵氧體、CoOFe2O3、FeO-Fe2O3、MnO-Fe2O3、NiO-Fe2O3、MgO-Fe2O3中之一或多者。如此，自由層130’/130”的結構可經調整以達成期望的雙軸各向異性。
於其它實施例中，易錐面及/或雙軸各向異性可 經紋理感應。舉例言之，假設提供具有立方各向異性的磁性層。此外，自由層130’可為具有同平面各向異性的一薄膜。該組合可具有由Asin2(θ)+Bsin22θ+Csin2θ給定之能，於該處A、B及C為係數。於此一實施例中，自由層130”具有雙軸各向異性組合單軸各向異性。此外，雙軸各向異性可透過自由層130’內的磁致伸縮感應。如此，自由層130’/130”具有雙軸各向異性。結果，自由層130/130’當結合入磁性接面時可提供此處描述的一或多個效果。
圖7描繪包括具有易軸及/或雙軸各向異性的一自由層之磁性接面200之一具體實施例。於若干實施例中，該自由層可具有易錐面各向異性。為求清晰，圖7並非照比例繪製。磁性接面200可用在磁性記憶體，諸如STT-RAM。磁性接面200係類似磁性接面100，因而含括類似結構。該 磁性接面200包括分別地類似選擇性晶種層102、選擇性釘扎層104、被釘扎層110、非磁性間隔層120、自由層130及選擇性覆蓋層140的選擇性晶種層202、選擇性釘扎層204、被釘扎層210、非磁性間隔層220、自由層230及選擇性覆蓋層240。層210、220、230及240具有分別地類似層110、120、130及140的結構及功能。如前文討論，自由層230具有雙軸各向異性。結果，可達成前述效果。
此外，自由層230具有其易軸232，實質上位在同 平面。如此，垂直各向異性能不超過針對自由層230的非在同平面去磁能。由於雙軸各向異性，自由層磁化234的穩定狀態係與易軸232夾角θ。角θ係相對應於能曲線180的能最小值。被釘扎層210也顯示為具有其磁化212固定在同平面。如此，垂直各向異性能不超過針對被釘扎層210的非在同平面去磁能。但於另一個實施例中，磁化212可在另一方向。
圖8描繪包括具有易軸及/或雙軸各向異性的一 自由層之磁性接面200’之一具體實施例。於若干實施例中，該自由層可具有易錐面各向異性。為求清晰，圖8並非照比例繪製。磁性接面200’可用在磁性記憶體，諸如STT-RAM。磁性接面200’係類似磁性接面100及200，因而含括類似結構。該磁性接面200’包括分別地類似選擇性晶種層102/202、選擇性釘扎層104/204、被釘扎層110/210、非磁性間隔層120/220、自由層130/230及選擇性覆蓋層140/240的選擇性晶種層202’、選擇性釘扎層204’、被釘扎 層210’、非磁性間隔層220’、自由層230’及選擇性覆蓋層240’。層210’、220’、230’及240’具有分別地類似層110、120、130及140的結構及功能。此外，可刪除釘扎層204’。如前文討論，自由層230’具有雙軸各向異性。結果，可達成前述效果。
此外，自由層230’具有其易軸232’，實質上垂直 該平面。如此，自由層230’的非在同平面去磁能係小於垂直各向異性能。由於雙軸各向異性，自由層磁化234’的穩定狀態係與易軸232夾角θ’。角θ’係相對應於能曲線180的能最小值。被釘扎層210’也顯示為具有其磁化固定在垂直平面。如此，被釘扎層210’的非在同平面去磁能係小於垂直各向異性能，但於另一個實施例中，磁化212’可在另一方向。
圖9描繪包括具有雙軸及/或易軸各向異性的一 自由層之磁性接面200”之一具體實施例。為求清晰，圖9並非照比例繪製。磁性接面200”可用在磁性記憶體，諸如STT-RAM。磁性接面200”係類似磁性接面100/200/200’，因而含括類似結構。該磁性接面200”包括分別地類似選擇性晶種層102/202/202’、選擇性釘扎層104/204/204’、被釘扎層110/210/210’、非磁性間隔層120/220/220’、自由層130/230/230’及選擇性覆蓋層140/240/240’的選擇性晶種層202”、選擇性釘扎層204”、被釘扎層210”、非磁性間隔層220”、自由層230”及選擇性覆蓋層240”。層210”、220”、230”及240”具有分別地類似層110/210/210’、120/220/220’、 130/230/230’及140/240/240’的結構及功能。如前文討論，自由層230”具有雙軸各向異性。結果，可達成前述效果。 自由層230”的易軸於圖中未顯示，如此可於期望方向，含垂直於平面或同平面。
此外，被釘扎層210”為SAF，包括鐵磁層212及 216及非磁性間隔體214。於其它實施例中，被釘扎層210”可包括額外層及/或不同層。鐵磁層212透過交換耦接至釘扎層204’或透過其它機構而具有其磁化固定。參考層216係磁性耦接至固定磁化層212。
圖10描繪包括具有雙軸及/或易錐面各向異性的 一自由層的磁性接面200'''之一具體實施例。為求清晰，圖10並非照比例繪製。磁性接面200'''可用在磁性記憶體諸如STT-RAM。磁性接面200'''係類似磁性接面100/200/200’/200”及因而包括相似的結構。磁性接面200'''包括選擇性晶種層202'''、一選擇性釘扎層204'''、一被釘扎層210'''、一非磁性間隔層220'''、一自由層230'''、及一選擇性覆蓋層240'''，其分別地係類似選擇性晶種層102/202/202’/202”、選擇性釘扎層104/204/204’/204”、被釘扎層110/210/210’/210”、非磁性間隔層120/220/220’/220”、自由層130/230/230’/230”及選擇性覆蓋層140/240/240’/240”。該等層210'''、220'''、230'''及240'''分別地具有類似該等層110/210/210’/210”、120/220/220’/220”、130/230/230’/230”及140/240/240’/240”的結構及功能。未顯示自由層230'''的易軸，如此可於期望 方向，含垂直平面或同平面。
此外，自由層230”為SAF，包括鐵磁層232及236 及非磁性間隔體234。鐵磁層232及236係磁性耦合。於若干實施例中，層232及236為反鐵磁性對齊。於其它實施例中，層232及236為鐵磁性對齊。自由層230”也可包括額外層及/或不同層。於多個實施例中，鐵磁層232及236中之一或二者包括雙軸各向異性。因而可達成此處討論的效果。
圖11描繪包括具有雙軸及/或易錐面各向異性的 一自由層的磁性接面200''''之一具體實施例。為求清晰，圖11並非照比例繪製。磁性接面200''''可用在磁性記憶體諸如STT-RAM。磁性接面200''''係類似磁性接面100/200/200’/200”/200'''及因而包括相似的結構。磁性接面200''''包括選擇性晶種層202''''、一選擇性釘扎層204''''、一被釘扎層210''''、一非磁性間隔層220''''、一自由層230''''、及一選擇性覆蓋層240''''，其分別地係類似選擇性晶種層102/202/202’/202”/202'''、選擇性釘扎層104/204/204’/204”/204'''、被釘扎層110/210/210’/210”/210'''、非磁性間隔層120/220/220’/220”/220'''、自由層130/230/230’/230”/230'''及選擇性覆蓋層140/240/240’/240”/240'''。該等層210''''、220''''、230''''及240''''分別地具有類似該等層110/210/210’/210”/210'''、120/220/220’/220”/220'''、130/230/230’/230”/230'''及140/240/240’/240”/240'''的結構及功能。如前文討論，自由層230''''具有雙軸各向異性。結 果可達成前述效果。未顯示自由層230''''的易軸，如此可於期望方向，含垂直平面或同平面。
於所示實施例中，自由層230''''及被釘扎層210'''' 各自為SAF。被釘扎層210''''包括鐵磁層212’及216’及非磁性間隔體214’。鐵磁層212’透過交換耦接至釘扎層204''''或透過其它機制而具有其磁化固定。鐵磁層216’係磁性耦接至固定磁化層214’。如此自由層230''''包括鐵磁層232’及236’及非磁性間隔體234’。鐵磁層232’及236’係磁性耦合。 於若干實施例中，層232’及236’為反鐵磁性對齊。於其它實施例中，層232’及236’為鐵磁性對齊。於多個實施例中，鐵磁層232’及236’中之一或二者包括雙軸各向異性。因而可達成此處討論的效果。
圖12描繪包括具有雙軸及/或易錐面各向異性的 一自由層的磁性接面300之一具體實施例。為求清晰，圖12並非照比例繪製。磁性接面300可用在磁性記憶體諸如STT-RAM。磁性接面300係類似磁性接面100/200/200’/200”/200'''/200''''及因而包括相似的結構。磁性接面300包括選擇性晶種層302、一選擇性釘扎層304、一被釘扎層310、一非磁性間隔層320、一自由層330、及一選擇性覆蓋層370，其分別地係類似選擇性晶種層102/202/202’/202”/202'''/202''''、選擇性釘扎層104/204/204’/204”/204'''/204''''、被釘扎層110/210/210’/210”/210'''/210''''、非磁性間隔層120/220/220’/220”/220'''/220''''、自由層 130/230/230’/230”/230'''/230''''及選擇性覆蓋層140/240/240’/240”/240'''/240''''。該等層310、320、330及370分別地具有類似該等層110/210/210’/210”/210'''/210''''、120/220/220’/220”/220'''/220''''130/230/230’/230”/230'''/230''''及140/240/240’/240”/240'''/240''''的結構及功能。未顯示自由層330的易軸，如此可於期望方向，含垂直平面或同平面。
磁性接面300也包括額外非磁性間隔層340、額外 被釘扎層350、及額外釘扎層360。非磁性間隔層340係類似非磁性間隔層320。額外被釘扎層350及選擇性額外釘扎層360分別係類似層310及304。如此，磁性接面300為雙接面。 舉例言之，若非磁性間隔層320及340為絕緣穿隧位障層，諸如結晶氧化鎂，則磁性接面300為雙重MTJ。若非磁性間隔層320及340為傳導性，則磁性接面300為雙自旋閥。非磁性間隔層320及340的其它結構亦屬可能。又，非磁性間隔層320及340無需相同。
自由層330具有雙軸各向異性。又復，自由層330 可類似自由層130、230、230’、230”、230'''及/或230''''中之任一者。結果，於雙磁性穿隧接面可達成前述效果。舉例言之，磁性接面300可具有較低軟錯誤率，而不犧牲熱安定性、擴充性、及低臨界切換電流。
已經揭示多個磁性接面100、200、200’、200”、 200'''、200''''及300。注意磁性接面100、200、200’、200”、200'''、200''''及300的多個特性件可予組合。如此，可達成 磁性接面100、200、200’、200”、200'''、200''''及300的效果中之一或多者，諸如減低軟錯誤率、垂直各向異性能、熱安定性及/或可擴充性。
又復，磁性接面100、200、200’、200”、200'''、 200''''及300可用在磁性記憶體。圖13描繪此種記憶體400之一具體實施例。磁性記憶體400包括讀取/寫入行選擇驅動器402及406以及字線選擇驅動器404。注意可提供其它組件及/或不同組件。記憶體400的儲存區包括磁性儲存胞元410。各個磁性儲存胞元包括至少一個磁性接面412及至少一個選擇裝置414。在一些實施例中，該選擇裝置414係為一電晶體。該磁性接面412可為磁性接面100、200、200’、200”、200'''、200''''及300中之一者。雖然每個胞元410顯示一個磁性接面412，但於其它實施例中，每個胞元可提供其它數目的磁性接面412。因而磁性記憶體400可分享前述效果，諸如較低軟錯誤率及低臨界切換電流。
圖14描繪製造磁性次結構之方法500的一具體實 施例。為求簡明，可刪除或組合有些步驟。方法500係就磁性接面100的脈絡描述。但方法500可用在其它磁性接面，諸如接面200、200’、200”、200'''、200''''及/或300。又，方法500可結合入磁性記憶體的製造，諸如磁性記憶體400。因此，方法500可用在製造STT-RAM彧其它磁性記憶體。方法500可始於提供晶種層102及選擇性釘扎層104之後。
透過步驟502，提供被釘扎層110。步驟502可包 括沈積被釘扎層110的具期望厚度的期望材料。又，步驟502可包括提供SAF。透過步驟504，提供非磁化層120。步驟504可包括沈積期望的非磁性材料，包括但非僅限於結晶性氧化鎂。此外，於步驟502可沈積期望厚度的材料。
透過步驟506提供具有雙軸各向異性的自由層 130。於若干實施例中，步驟506可藉沈積多層、SAF及/或其它結構完成。然後透過步驟508完成製造。舉例言之，可提供覆蓋層140。於其它實施例中，可提供額外間隔層340、額外被釘扎層350及選擇性額外釘扎層360。於若干實施例中，其中磁性接面的各層係沈積為一堆疊體，然後界定，步驟508可包括界定磁性接面100，進行退火，或以其它方式完成磁性接面100的製造。又，若磁性接面100係結合於記憶體，諸如STT-RAM 400，步驟508可包括提供接點、偏壓結構、及記憶體400的其它部分。
如此形成磁性接面100、200、200’、200”、200'''、 200''''及/或300。結果可達成磁性接面的效果。
已經描述提供一磁性接面及使用該磁性記憶體元件/磁性次結構製造的記憶體之方法及系統。該方法及系統已經根據所示具體實施例描述，熟諳技藝人士將容易瞭解可對該等實施例做出變化，任何變化皆係落入於該方法及系統之精髓及範圍內。據此，熟諳技藝人士不背離隨附之申請專利範圍各項的精髓及範圍可做出許多修改。
100‧‧‧磁性接面
102‧‧‧選擇性晶種層
104‧‧‧釘扎層
110‧‧‧被釘扎層
120‧‧‧非磁性間隔層
130‧‧‧自由層
140‧‧‧選擇性覆蓋層

Claims (24)

  1. 一種用於一磁性裝置的磁性接面，其包含：一被釘扎層；一非磁性間隔層；及具有一磁性各向異性能的一自由層，該非磁性間隔層位在該被釘扎層與該自由層間，該磁性各向異性能的至少一部分係為一易錐面各向異性能，該易錐面各向異性能包括具有不同角相依性的多個能量項，使得該等多個能量項中之任二者的一比率具有一角相依性，該易錐面各向異性能量具有在一非零角的至少一個能量最小值；其中該等磁性接面經組配使得當一寫入電流係通過該磁性接面時，該自由層係在多個穩定磁性狀態間可切換。
  2. 如請求項1之磁性接面，其中該等多個能量項包括至少一個單軸各向異性，其包括具有大於1的次冪之項。
  3. 如請求項2之磁性接面，其中該單軸各向異性相對應於一易軸(easy axis)，其中該磁性各向異性能在距該易軸之該非零角具有該至少一個最小值。
  4. 如請求項1之磁性接面，其中導致易錐面各向異性的該等各向異性項中之至少部分為結晶感應的。
  5. 如請求項1之磁性接面，其中導致易錐面各向異性的該等各向異性項中之至少部分為靜磁感應的。
  6. 如請求項1之磁性接面，其中該等能量項中之至少一者 藉由將該自由層與該參考層分開的相鄰間隔層所感應。
  7. 如請求項1之磁性接面，其中該非磁性間隔層係為一穿隧位障層。
  8. 如請求項1之磁性接面，其中該非磁性間隔層係為一傳導性間隔層。
  9. 如請求項1之磁性接面，其中該被釘扎層包括一參考層、一間隔層、及一固定磁化層，該間隔層位在該參考層與該固定磁化層間。
  10. 如請求項1之磁性接面，其中該自由層包括一垂直各向異性能及一非在同平面(out-of-plane)去磁能，該非在同平面去磁能係小於該垂直各向異性能。
  11. 如請求項8之磁性接面，其中該被釘扎層包括一被釘扎層垂直各向異性能及一被固定層非在同平面去磁能，該被釘扎層非在同平面去磁能係小於該被釘扎層垂直各向異性能。
  12. 如請求項1之磁性接面，其中該自由層包括一垂直各向異性能及一非在同平面去磁能，該非在同平面去磁能係大於或等於該垂直各向異性能。
  13. 如請求項1之磁性接面，其進一步包含：一額外被釘扎層；及一額外非磁性間隔層，該額外非磁性間隔層位在該自由層與該額外被釘扎層間。
  14. 如請求項13之磁性接面，其中該非磁性間隔層及該額外非磁性間隔層中之至少一者包括結晶性氧化鎂。
  15. 一種磁性記憶體，其包含：多個磁性儲存胞元，該等多個磁性儲存胞元各自包括至少一個磁性接面，該至少一個磁性接面包括一被釘扎層、一非磁性間隔層、及具有一磁性各向異性能的一自由層，該非磁性間隔層位在該被釘扎層與該自由層間，該磁性各向異性的至少一部分係為n個易錐面各向異性能之至少一者，該易錐面各向異性能包括具有不同角相依性的多個能量項，使得該等多個能量項中之任二者的一比率具有一角相依性，該易錐面各向異性能具有在一非零角的至少一個能量最小值，該至少一個磁性接面係經組配以當一寫入電流係通過該磁性接面時，允許該自由層在多個穩定磁性狀態間被切換。
  16. 如請求項15之磁性記憶體，其中該等多個能量項包括至少一個單軸各向異性，其包括具有大於1的次冪之項。
  17. 如請求項15之磁性記憶體，其中該單軸各向異性相對應於一易軸及其中該磁性各向異性相對應於在距該易軸之該非零角具有該至少一個最小值的一磁性各向異性能。
  18. 如請求項15之磁性記憶體，其中該易錐面各向異性係為結晶感應的、靜磁感應的、結構感應的、及磁致伸縮感應的中之至少一者。
  19. 如請求項15之磁性記憶體，其中該非磁性間隔層係為一穿隧位障層。
  20. 如請求項15之磁性記憶體，其中該被釘扎層包括一參考 層、一間隔層、及一固定磁化層，該間隔層位在該參考層與該固定磁化層間。
  21. 如請求項15之磁性記憶體，其中該自由層包括一垂直各向異性能及一非在同平面去磁能，該非在同平面去磁能係小於該垂直各向異性能。
  22. 如請求項15之磁性記憶體，其中該自由層包括一垂直各向異性能及一非在同平面去磁能，該非在同平面去磁能係大於或等於該垂直各向異性能。
  23. 如請求項15之磁性記憶體，其中該磁性接面進一步包括：一額外被釘扎層；及一額外非磁性間隔層，該額外非磁性間隔層位在該自由層與該額外被釘扎層間。
  24. 如請求項23之磁性接面，其中該非磁性間隔層及該額外非磁性間隔層中之至少一者包括結晶性氧化鎂。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI616007B (zh) * 2015-06-05 2018-02-21 愛列果微系統公司 對磁場具有改良響應的自旋閥磁阻元件
US10777345B2 (en) 2018-02-21 2020-09-15 Allegro Microsystems, Llc Spin valve with bias alignment
US11127518B2 (en) 2019-08-30 2021-09-21 Allegro Microsystems, Llc Tunnel magnetoresistance (TMR) element having cobalt iron and tantalum layers
US11217626B2 (en) 2019-08-30 2022-01-04 Allegro Microsystems, Llc Dual tunnel magnetoresistance (TMR) element structure

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9966901B2 (en) * 2015-11-19 2018-05-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Spin-torque oscillator based on easy-cone anisotropy
KR101897916B1 (ko) * 2017-06-20 2018-10-31 고려대학교 산학협력단 이지-콘 상태의 자성층을 구비한 자기터널 접합 소자
US10636964B2 (en) * 2018-03-30 2020-04-28 Applied Materials, Inc. Magnetic tunnel junctions with tunable high perpendicular magnetic anisotropy
CN109628890B (zh) * 2019-01-10 2020-12-29 河北大学 一种钌酸锶/镧锶锰氧过渡金属氧化物异质结及其制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6292389B1 (en) * 1999-07-19 2001-09-18 Motorola, Inc. Magnetic element with improved field response and fabricating method thereof
FR2817999B1 (fr) * 2000-12-07 2003-01-10 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetique a polarisation de spin et a empilement(s) tri-couche(s) et memoire utilisant ce dispositif
FR2817998B1 (fr) * 2000-12-07 2003-01-10 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetique a polarisation de spin et a rotation d'aimantation, memoire et procede d'ecriture utilisant ce dispositif
JP2003007980A (ja) * 2001-06-20 2003-01-10 Sony Corp 磁気特性の変調方法および磁気機能装置
US6741496B2 (en) * 2001-09-27 2004-05-25 Intel Corporation Electron spin mechanisms for inducing magnetic-polarization reversal
US6829161B2 (en) * 2003-01-10 2004-12-07 Grandis, Inc. Magnetostatically coupled magnetic elements utilizing spin transfer and an MRAM device using the magnetic element
US6992359B2 (en) * 2004-02-26 2006-01-31 Grandis, Inc. Spin transfer magnetic element with free layers having high perpendicular anisotropy and in-plane equilibrium magnetization
US8497559B2 (en) * 2007-10-10 2013-07-30 Magic Technologies, Inc. MRAM with means of controlling magnetic anisotropy
US8546896B2 (en) * 2010-07-16 2013-10-01 Grandis, Inc. Magnetic tunneling junction elements having magnetic substructures(s) with a perpendicular anisotropy and memories using such magnetic elements
US8399941B2 (en) * 2010-11-05 2013-03-19 Grandis, Inc. Magnetic junction elements having an easy cone anisotropy and a magnetic memory using such magnetic junction elements
US8446761B2 (en) * 2010-12-31 2013-05-21 Grandis, Inc. Method and system for providing multiple logic cells in a single stack

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI616007B (zh) * 2015-06-05 2018-02-21 愛列果微系統公司 對磁場具有改良響應的自旋閥磁阻元件
US10777345B2 (en) 2018-02-21 2020-09-15 Allegro Microsystems, Llc Spin valve with bias alignment
US11127518B2 (en) 2019-08-30 2021-09-21 Allegro Microsystems, Llc Tunnel magnetoresistance (TMR) element having cobalt iron and tantalum layers
US11217626B2 (en) 2019-08-30 2022-01-04 Allegro Microsystems, Llc Dual tunnel magnetoresistance (TMR) element structure

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